專利名稱：一種可磁化橡膠及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可磁化橡膠及其制備方法。
背景技術：
可磁化橡膠又名磁性橡膠，是帶磁性的彈性體材料的總稱，由生膠、磁粉(磁性填料)及其它助劑配制而成。磁性是磁性橡膠的基本屬性，磁性橡膠在外磁場的作用下呈現(xiàn)出不同的磁性等級，其中以強磁性等級的可磁化橡膠具有較高的實用價值。由于磁性橡膠本身不帶磁性，其磁性來自大量(為生膠質(zhì)量2-8倍)磁粉的填充，所以，磁粉對制造磁性橡膠是不可或缺的。可磁化橡膠與堅硬不能變形的磁鐵相比，有以下優(yōu)點有韌性，可以自由彎曲；有彈性，一定程度的拉伸后還能恢復原狀；保磁力大，可以任意賦予各種磁性；加工自由度高，根據(jù)不同要求能制成各種形狀，甚至可以任意裁切成所要求的大小形狀。正因其優(yōu)異的性能，可磁化橡膠作為可撓性磁性材料廣泛應用于各行各業(yè)，比如應用于汽車、家電、醫(yī)療器械、家具、玩具和辦公用品等眾多領域。如利用其磁性的有，當前應用最廣泛的汽車第三代輪轂軸承中的多極磁性編碼器，它的主要功能是精確測定每個軸承的轉(zhuǎn)速，保證行車安全。再比如磁性橡膠堵漏墊，其改變傳統(tǒng)堵漏方式，采用磁性橡膠，利用磁性橡膠自身磁性與艦船體產(chǎn)生吸持力，大大減輕操作人員的工作量、減少操作時間、快速有效封堵破口。磁性堵漏墊面層為高強度滌綸用PVC增強合成，為進一步保護貼面，防止在堵漏作業(yè)時或與破口尖銳卷邊接觸時被刺破貼面，可用固定磁鐵加固。磁性堵漏墊內(nèi)層為晴橡膠板，其磁性力能使貼面具有非常高的吸持力，足以和艦船殼體相連。磁板內(nèi)的磁性物安放的方式和位置，使磁力甚至在穿過厚厚的艦船體油漆層和薄漿層的時候，仍然能夠發(fā)揮作用，橡膠磁板具有抗摩擦、超強密封的功能?？纱呕鹉z的主要原料為橡膠和磁性添加劑?？纱呕鹉z所采用的橡膠，可以是丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯、天然橡膠、氯化聚乙烯和聚氯乙烯等。磁性添加劑按照成分的不同，可分為金屬磁粉和鐵氧體磁粉，金屬磁粉主要有鐵鈷粉、鐵鎳粉、鐵鍶粉、鐵鋇粉、鐵銣硼粉、鐵鋁鎳粉和鋁鈷鎳粉等，其中以鐵鈷粉使用最廣。 金屬磁粉因價格昂貴和添加困難而很少使用，目前應用較多的是鐵氧體磁粉，鐵氧體磁粉是氧化鐵及某些兩價金屬的化合物。即使同一種鐵氧體類磁粉，因結(jié)晶形態(tài)、粒徑大小和均勻度不同而導致其最終的磁性強度不同，鐵氧體按晶體結(jié)構(gòu)可分為尖晶石型、磁鋁石型和石榴石型，按性質(zhì)和用途可分為硬磁、軟磁、矩磁和旋磁等。硬磁鐵氧體性能較好，應用較多，其主要有鈷鐵氧體、鍶鐵氧體、鋇鐵氧體和鐵鐵氧體。由于可磁化橡膠在橡膠中混入大量鐵氧體粉料，因此其可以被磁化，獲得磁性能?，F(xiàn)有技術公開了一種磁性橡膠的配方(《磁粉與磁性橡膠》，李昂，《特種橡膠制品》 第M卷第3期，2003年6月)，其具體組成如下所示配方1由甲基乙烯基硅橡膠100重量份和鋇鐵氧體磁粉組成；
配方2由聚降冰片烯100重量份、鋇鐵氧體磁粉500重量份、氧化鋅5重量份、硬脂酸1重量份、硫磺1. 5重量份和促進劑CZ 5重量份組成；配方3由天然橡膠100重量份、鋇鐵氧體磁粉900重量份、氧化鋅5重量份、硬脂酸1.5重量份、硫磺2重量份、促進劑D 1.4重量份、防老劑D 1重量份和增塑劑DOP 5重量份組成；配方4由聚氨酯橡膠100重量份和鍶鐵氧體磁粉488重量份組成；配方5由天然橡膠100重量份、鋇鐵氧體磁粉900重量份、氧化鋅5重量份、硬脂酸1.5重量份、硫磺2重量份、促進劑D 1.4重量份、防老劑D 1重量份和增塑劑DOP 5重量份組成；配方6由氯化聚乙烯100重量份、鋇鐵氧體磁粉1100重量份和增塑劑D0P10重量
份組成。上述配方所能達到的最大磁感強度為340GS，最大矯頑力為6000e，最大紹爾A硬度為94度，最大伸長率為140%，最大拉伸強度為3. 7MPa?？纱呕鹉z根據(jù)原料的不同，其制備方法不同。典型的磁性硅橡膠的制備工藝如下所示將甲基乙烯基硅橡膠(粘均相對分子量50萬以上)100份，鋇鐵氧體磁粉875份， 在開煉機上混煉均勻，膠料放置7天后，進行返煉，并加入1. 5份2，4- 二氯過氧化苯甲酰為交聯(lián)劑，混煉均勻后，將膠料置于模具中，在125°C加壓硫化20min，然后進行二段硫化，在 150°C烘箱中硫化4h，再于200°C硫化16h。硫化后的橡膠進行充磁，便制成了磁性硅橡膠。在現(xiàn)有技術中，由于可磁化橡膠中直接混入大量的鐵氧體粉料，橡膠彈性體在其中所占的質(zhì)量比僅為約15%左右，鐵氧體粉料與橡膠的結(jié)合不夠緊密，因此可磁化橡膠的回彈性、扯斷強度及拉伸伸長率等性能都大幅下降，抗老化性能差?；鞜捘改z的加工性和操作性也變的很差，其硫化成品無彈性、易變型、表面粗糙不光滑。同時，現(xiàn)有技術的可磁化橡膠，制備工藝比較復雜，受制于制備工藝，產(chǎn)品質(zhì)量往往不穩(wěn)定?？纱呕鹉z的原料比較昂貴，選擇的余地也比較小，制備的產(chǎn)品品種比較單一， 不能滿足行業(yè)的需求。同時，國外的可磁化橡膠技術遠遠領先于國內(nèi)，國內(nèi)可磁化橡膠產(chǎn)品對進口依賴度較大，影響行業(yè)產(chǎn)品安全。因此，研發(fā)創(chuàng)建一套成熟穩(wěn)定的可磁化橡膠及其制備工藝勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種可磁化橡膠，所述可磁化橡膠包括橡膠和鐵氧體磁粉，所述鐵氧體磁粉經(jīng)過表面工藝處理，其與橡膠硫化結(jié)合，可加強兩者之間的結(jié)合強度，提高可磁化橡膠的強度，讓硫化好的可磁化橡膠致密性得到加強。所述鐵氧體磁粉是經(jīng)過表面處理的鐵氧體磁粉，其表面處理工藝如下鐵氧體磁粉干燥后放入高速混合機中，然后稱量鈦酸酯偶聯(lián)劑，用噴霧的形式加入高速混合機中，鈦酸酯的用量是鐵氧體粉料質(zhì)量的2%，約30分鐘后，取出鐵氧體磁粉，干燥并冷卻得到表面已處理好的鐵氧體磁粉。其中，可控制高混機的轉(zhuǎn)速為1000-1400轉(zhuǎn)/分鐘，溫度低于60°C。其中，所述橡膠優(yōu)選為丁腈橡膠。本發(fā)明可以適用于任何采用鐵氧體磁粉的可磁化橡膠，只要在將鐵氧體磁粉混入橡膠之前，對鐵氧體磁粉進行所述的表面處理，即可獲得性能優(yōu)異的可磁化橡膠。本發(fā)明的目的之二在于提供一種可磁化橡膠，該可磁化橡膠采用特定的成分組合，所述的可磁化橡膠的組成推薦包括如下重量份數(shù)
丁腈橡膠100
鐵氧體磁粉400-800
補強劑10-20
抗氧劑KY-405 1-3 防老劑MB1.5-4
活性劑氧化鋅 5-8 分散劑3-6
硫化劑6-8
促進劑3-6。本發(fā)明所用的丁腈橡膠是由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠，丁腈橡膠是已有產(chǎn)品，按照丙烯腈含量的不同，可分為丙烯腈含量42 46%、36 41 %、31 35%,25 30%和18 五種。丙烯腈含量越多，丁腈橡膠的耐油性越好，但耐寒性則相應下降。根據(jù)需求或技術要求，所屬技術領域的技術人員可以自由選擇具體類型或具體性能的丁腈橡膠。本發(fā)明所用的鐵氧體磁粉是氧化鐵及某些兩價金屬的化合物，所述鐵氧體磁粉可以是同性橡膠磁，也可以是異性橡膠磁。當所述可磁化橡膠主要應用于冰箱磁貼、印刷制品及宣傳類等磁性較小的用品時，選用同性橡膠磁；當主要應用于微型馬達及磁性玩具等磁性較高的領域時，選用異性橡膠磁。所述鐵氧體磁粉是已有產(chǎn)品，可以通過市場購買得到， 也可以通過相應原料制備得到，比如按照北京礦冶研究總院XSCF-II型各向同性橡塑磁粉制備工藝制備的各向同性橡塑磁粉，或者北京礦冶研究總院XSCF-III型各向異性鐵氧體橡塑磁粉制備工藝制備的各向異性鐵氧體橡塑磁粉。本發(fā)明所用補強劑也是橡膠領域所常用的添加劑。本發(fā)明對補強劑的類型和品種沒有特殊限定，例如可以采用白炭黑、炭黑、北京化工大學的XRF系列橡膠補強劑、AR-201 系列橡膠補強劑等。本發(fā)明所用抗氧劑可為特定抗氧劑KY-405，抗氧劑KY-405化學名稱為4. 4’ -雙 (α . α ’ - 二甲基芐基)二苯胺，分子式為C3tlH31N,分子量為405. 58，其化學結(jié)構(gòu)式如下所
示
權(quán)利要求
1.一種可磁化橡膠，所述可磁化橡膠主要包括橡膠和鐵氧體磁粉，其特征在于，所述鐵氧體磁粉經(jīng)過表面工藝處理，所述表面處理工藝包括將鐵氧體磁粉干燥后放入高速混合機中，然后將鈦酸酯偶聯(lián)劑用噴霧的形式加入高速混合機中，鈦酸酯的用量是鐵氧體粉料質(zhì)量的2%，約30分鐘后，取出鐵氧體磁粉，干燥并冷卻得到表面已處理好的鐵氧體磁粉， 所述橡膠優(yōu)選為丁腈橡膠。
2.如權(quán)利要求1所述的可磁化橡膠，其特征在于，控制高混機的轉(zhuǎn)速為1000-1400轉(zhuǎn)/ 分鐘，溫度低于60°C。
3.如權(quán)利要求1所述的可磁化橡膠，其特征在于，所述可磁化橡膠的組成按重量份數(shù)包括丁腈橡膠100鐵氧體磁粉400-800補強劑10-20抗氧劑KY-405 1-3 防老劑MB1.5-4活性劑氧化鋅 5-8 分散劑3-6硫化劑6-8促進劑3-6。
4.如權(quán)利要求3所述的可磁化橡膠，其特征在于，所述可磁化橡膠的組成按重量份數(shù)包括丁腈橡膠100鐵氧體磁粉500樸強劑10抗氧劑KY-405Li防老劑MB1.5活性劑氧化鋅5分散劑3硫化劑8促進劑3。
5.如權(quán)利要求3所述的可磁化橡膠，其特征在于，所述可磁化橡膠的組成按重量份數(shù)包括丁腈橡膠100鐵氧體磁粉600補強劑5抗氧劑KY-4051.5防老劑MB1.5活性劑氧化鋅5分散劑FL3硫化劑8促進劑3。
6.一種可磁化橡膠的制備方法，所述方法包括在制備可磁化橡膠時，先對鐵氧體磁粉進行包面處理，所述表面處理包括將鐵氧體磁粉干燥后放入高速混合機中，然后將鈦酸酯偶聯(lián)劑用噴霧的形式加入高速混合機中，鈦酸酯的用量是鐵氧體粉料質(zhì)量的2%，約30分鐘后，取出鐵氧體磁粉，干燥并冷卻得到表面已處理好的鐵氧體磁粉。
7.—種可磁化橡膠的制備方法，其特征在于，所述方法主要包括如下步驟(1)將鐵氧體磁粉干燥后放入高速混合機中，然后將鈦酸酯偶聯(lián)劑用噴霧的形式加入高速混合機中，鈦酸酯的用量是鐵氧體粉料質(zhì)量的2%，約30分鐘后，取出鐵氧體磁粉，干燥并冷卻得到表面已處理好的鐵氧體磁粉A ；(2)將上述的鐵氧體磁粉A及其余物料按照以下順序密煉丁腈橡膠一(防老劑、活性劑和分散劑)一(補強劑和鐵氧體磁粉A)—(硫化劑和促進劑)，密煉時間約6 8分鐘， 然后排料，得到母膠B;(3)對母膠B進行預加工成型，把模具放入平板硫化壓機中，溫度升至170°C，把成型好的母膠B放入模具中加壓硫化，硫化溫度170°C，硫化時間5分鐘，制得光滑平整且有彈性的可磁化橡膠。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述成型為片狀、條狀或圈形。
9.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，若需要把可磁化橡膠粘結(jié)在鐵質(zhì)骨架上硫化成型，需在進行步驟( 之前對鐵質(zhì)骨架進行表面處理，噴涂粘合劑。
10.如權(quán)利要求1或7所述的制備方法，其特征在于，控制高混機的轉(zhuǎn)速為1000-1400 轉(zhuǎn)/分鐘，溫度低于60°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可磁化橡膠及其制備方法，所述可磁化橡膠按重量份數(shù)包括丁腈橡膠100，鐵氧體磁粉400-800，補強劑10-20，抗氧劑KY-4051-3，防老劑MB 1.5-4，活性劑氧化鋅5-8，分散劑3-6，硫化劑6-8，促進劑3-6。所述制備方法包括(1)鐵氧體磁粉進行表面處理，得到表面已處理好的鐵氧體磁粉A；(2)將鐵氧體磁粉A及其余物料密煉，得到母膠B；(3)對母膠B進行預加工成型，把成型好的母膠B放入模具中加壓硫化，制得光滑平整且有彈性的可磁化橡膠。
文檔編號C08K9/04GK102226018SQ201110147189
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者嚴江威, 夏迎松, 張海潮, 李愛民, 田有鋒, 陳晉陽 申請人:安徽中鼎密封件股份有限公司